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基于无线传输的射频识别系统

来源:中国一卡通网  作者:中国一卡通收录  发布时间:2012-04-16 10:26:31  字体:[ ]

关键字:射频识别  无线传输  单片机  

摘   要:当今各种智能化控制系统离不开数据信息的传输。 其中,无线数据传输是区别于传统有线传输的新型传输方式,系统不需要传输线缆且成本低廉。为单片机匹配相应的无线通信接口电路,即可实现单片机之间或单片机与微机之间的无线数据传输。目前常用的无线通信接口电路,是以无线收发芯片为核心的电路。当数据传输时,在软件设计中采取必要的抗干扰措施和识别措施,可以有效地避免干扰,达到满意的通信效果。文中以89c2051单片机为基础,进行无线通信以识别非接触式无线识别装置,其应用可以嵌入到电业管理或燃气收费等系统中,也可作为一个独立读卡器对IC卡进行操作,配合不同软件可以应用于不同行业。


  2.5 天线连接的匹配研究

  根据阅读器使用的频率范围,使用不同的方法将天线线圈连接到阅读器发送器的输出端。通过功率匹配将天线线圈直接连接功率输出级,或通过同轴电缆馈送到天线线圈。天线线圈L1在射频识别系统的工作频率范围内表现为阻抗ZL。为了实现与50Ω系统的功率匹配,必须通过无源的匹配电路将此阻抗转换为50Ω,然后通过同轴电缆即可几乎无损失且无辐射地将此功率从阅读器末级传送到匹配电路。

  3 调试与测试

  3.1 调试方法

  电路在调试时,振荡频率可在0101Hz~500kHz内变化,必须调整振荡频率使与LM567的载波频率实现最佳匹配,否则将影响后续电路的解调(例如振荡频率与LM567的载波频率相差太近时将直接影响后续频率的解调等),而单片机的振荡频率也将影响输出波形,如果输出不是矩形波则可能影响单片机对信号的识别,使反应时间变长或编译出错,所以对电路调试非常重要。LM567要顺利实现相互调制与解调就必须对其进行调试,如果发射机正在工作,而接收机不能正确译码,则应调节定时电阻R8的阻值,使其符合要求。由于LM567的振荡频率(中心频率)要求精度很高,在调节R8阻值时,应将R8电阻换为10kΩ多圈精密线绕电阻。此电阻每旋转一周,电阻值变化几十欧姆,精度较高。如没有此电阻,也可用普通微调电阻代替但调整时要仔细。若条件许可,可将频率计直接接在发射机的LM567第5脚与地之间,测其振荡中心频率,记下数值,然后再测接收机LM567第5脚频率。如果接收机中心频率(指LM567)与发射机LM567中心频率不同,调节R8电阻值,使两机音频译码器中心频率相等即可。 

  3.2 测试数据

  测试数据时测试了00~FF的全部8位编码(4位则一定没问题),多次计算并测量了电源供给功率,对于耦合线圈的距离测试了1~6cm范围内的数据传输,可保障5cm数据传输稳定。测试数据列表如下。


表1 测试数据列表 

  根据上述实验测量结果可以看出,此系统实现了题目要求的全部基本功能和大部分发挥功能,并有自己的特色发挥功能,性能可靠稳定。

  3.3 测试结果分析

  3.3.3 系统波形数据测试

  采取自上而下的调试方法,即单独调好每一个模块,然后连成一个完整的系统,再进行总体调试。数据发送和接收信号比较,如图3所示。 



  图3 数据发送和接收信号的比较

  3.3.2 系统本身可能产生的误差

  (1)外界干扰因素

  采用无线传输有一个十分突出的弊病,即容易受到电磁干扰及传输效果不佳的问题,由于外界高频信号,金属等很多器件都可能对电磁波产生干扰,所以电路难免产生错误

  (2)距离干扰因素

  电磁场在导电介质中传播时,其场量E和H的振幅随距离的增加而按指数规律衰减。从能量的观点看,电磁波在良导体中衰减很快,把由导体表面衰减到表面的1/e(约3618%),即在文中规定距离为5cm的原因就在于此,由距离因素产生的乱码及不可识别码也是产生错误的原因之一。 

  4 程序流程图

  软件编程运用单片机汇编语言,编辑软件是Keil51,给出程序流程图如图4所示。 



  图4 程序流程图

  5 结语

  本系统的阅读器可在6cm范围内识别应答器的有无,若有应答器在监测范围内,则给出明确的指示并读取应答器预设的4位编码,然后显示;另外,应答器部分还可以通过开关设置4位编码在阅读器识别范围内送出编码信号。同时阅读器还具有对应答器的编码进行写入的功能,由应答器接收并储存。设计中重点是保证正确率,可以从软件上增加校验码来提高无线传输的可靠率。

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